(57)【要約】【課題】  センサ部と受信部を接続する配線の断線を容易に検出し、検出される回転速度の信頼性を確保することのできる回転速度検出装置を提供する。【解決手段】  回転速度検出装置は、センサ部１０におけるオープンコレクタトランジスタのコレクタとエミッタ間に抵抗Ｒ１を接続するとともに、受信部３１における電源線２２にフォトカプラ３０１の入力側を直列に接続する。受信部３１の正常時における回転速度信号の電圧は、接地電位（０Ｖ）又は電源電圧Ｖｓを抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧した電圧となるが、配線の信号線２１又は接地線２３に断線があった場合、受信部３１の出力端子の電位は常に電源電圧Ｖｓと等しくなって明確に区別できる。また、電源線２２又は接地線２３が断線した場合、フォトカプラ３０１の出力側フォトトランジスタはオフとなり、電源電圧Ｖｓと等しい電圧が出力される。【選択図】  図４
2006189321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンコレクタ又はオープンドレイン構成のトランジスタのオンオフに応じて２値の回転速度信号を出力する回転速度センサを備えるセンサ部と、該回転速度信号を伝送する信号線と前記センサ部に電源電圧を供給する電源線及び接地線からなる配線と、該配線の前記信号線に接続される受信端をプルアップ抵抗で接続して前記回転速度信号を受信し出力する受信部と、を有する回転速度検出装置であって、
前記センサ部は、前記トランジスタの出力端と接地間に接続する抵抗を備え、
前記受信部における前記信号線の電位に基づいて、前記信号線または前記接地線の断線を検出することを特徴とする回転速度検出装置。
【請求項２】
オープンコレクタ又はオープンドレイン構成のトランジスタのオンオフに応じて２値の回転速度信号を出力する回転速度センサを備えるセンサ部と、該回転速度信号を伝送する信号線と前記センサ部に電源電圧を供給する電源線及び接地線からなる配線と、該配線の前記信号線に接続される受信端をプルアップ抵抗で接続して前記回転速度信号を受信し出力する受信部と、を有する回転速度検出装置であって、
前記受信部は、前記電源線に入力端子を直列に接続したフォトカプラを備え、
該フォトカプラの出力有無に基づいて、前記電源線または前記接地線の断線を検出することを特徴とする回転速度検出装置。
【請求項３】
オープンコレクタ又はオープンドレイン構成のトランジスタのオンオフに応じて２値の回転速度信号を出力する回転速度センサを備えるセンサ部と、該回転速度信号を伝送する信号線と前記センサ部に電源電圧を供給する電源線及び接地線からなる配線と、該配線の前記信号線に接続される受信端をプルアップ抵抗で接続して前記回転速度信号を受信し出力する受信部と、を有する回転速度検出装置であって、
前記センサ部は、前記トランジスタの出力端と接地間に接続する抵抗を備えるとともに、前記受信部は、前記電源線に入力端子を直列に接続したフォトカプラを備え、
前記受信部における前記信号線の電位及び前記フォトカプラの出力有無に基づいて、前記配線の断線を検出することを特徴とする回転速度検出装置。
【請求項４】
前記回転速度センサは、車両用軸受装置の近傍に設置されているものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転速度検出装置に関し、特に、鉄道車両や自動車、機械設備等において使用される軸受装置等の回転速度を検出する回転速度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両及び自動車、機械設備等における軸受装置等では、検出した回転速度に基づいて各種の制御を行うことが行われる。図５は、車両用軸受の近傍に設置した回転速度センサによって転がり軸受の回転速度を検出する従来の構造を示す。車軸６４は転がり軸受６３を介して軸受装置の軸箱６２ａに回転自在に支持されている。軸箱６２ａに取り付けられた蓋６２ｂには、回転速度検出センサを含むセンサ部６０が、車軸６４のエンドキャップ６５に嵌装されるエンコーダ６６に対向するように取り付けられており、センサ部６０はエンコーダ６６を介して車軸６４の回転速度を検出する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、図６は、上記のようなセンサ部６０により検出された回転速度信号を、ケーブルを介して車両本体に設置される受信部に伝送する際の概略構成の一例を示すブロック図である。同図において、センサ部６０は、信号線７１、電源線７２、接地線７３からなる配線７０を介して受信部８０に接続されている。センサ部６０の回転速度検出センサ６１で検出された信号は、オープンコレクタ構成のトランジスタＱ６でスイッチングされて２値の回転速度信号として出力され、配線７０を介して受信部８０に伝送される。受信部８０の出力端にはプルアップ抵抗Ｒ８が接続され、接地電位（０Ｖ）又は電源電圧（Ｖｓ、例えば、１２Ｖ）の回転速度信号を出力する。
【０００４】
また、従来の回転速度検出装置としては、回転速度検出センサを単一のホルダ内に保持して、検出した回転速度信号をワイヤレスで車両本体に設置される受信部に伝送することにより、断線に伴う故障を回避する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、軸受の温度を検出する温度センサを備えた軸受装置において、例えば、温度センサからの信号出力が０Ｖであるときを断線として検出するものも知られている（例えば、特許文献３〜５参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特表２００１−５００５９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１４５４号公報
【特許文献３】特開２００３−７５２６６号公報
【特許文献４】特開２００３−９８０１１号公報
【特許文献５】特開２００４−３５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図６に示した回路構成では、３本の配線７０のうちいずれかが断線した場合、いずれの配線が断線した場合にも受信部８０の出力端には電源電圧Ｖｓ（例えば、１２Ｖ）が現れ、配線が断線していない正常な場合と区別がつかず、従って断線を検出することができないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の回転速度検出装置では、センサからの信号を無線で受信部に送信しているために、センサ部と受信部を接続する配線の断線検出については考慮されていない。
【０００９】
さらに、特許文献３〜５に記載の軸受装置は、温度センサのような連続した出力信号を出力するセンサにおける断線検出であり、回転速度検出センサように、例えば、トランジスタ等を用いてパルス信号を出力する場合には、電源電圧と０Ｖのどちらの値も出力され、回転していない場合には０Ｖの出力であっても断線していない。このため、回転速度検出センサの場合には、別な手法で断線を検出する必要がある。
【００１０】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサ部と受信部を接続する配線の断線を容易に検出することを可能にし、検出される回転速度の信頼性を確保することのできる回転速度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、下記の構成によって達成される。
（１）  オープンコレクタ又はオープンドレイン構成のトランジスタのオンオフに応じて２値の回転速度信号を出力する回転速度センサを備えるセンサ部と、該回転速度信号を伝送する信号線と前記センサ部に電源電圧を供給する電源線及び接地線からなる配線と、該配線の前記信号線に接続される受信端をプルアップ抵抗で接続して前記回転速度信号を受信し出力する受信部と、を有する回転速度検出装置であって、
前記センサ部は、前記トランジスタの出力端と接地間に接続する抵抗を備え、
前記受信部における前記信号線の電位に基づいて、前記信号線または前記接地線の断線を検出することを特徴とする回転速度検出装置。
（２）  オープンコレクタ又はオープンドレイン構成のトランジスタのオンオフに応じて２値の回転速度信号を出力する回転速度センサを備えるセンサ部と、該回転速度信号を伝送する信号線と前記センサ部に電源電圧を供給する電源線及び接地線からなる配線と、該配線の前記信号線に接続される受信端をプルアップ抵抗で接続して前記回転速度信号を受信し出力する受信部と、を有する回転速度検出装置であって、
前記受信部は、前記電源線に入力端子を直列に接続したフォトカプラを備え、
該フォトカプラの出力有無に基づいて、前記電源線または前記接地線の断線を検出することを特徴とする回転速度検出装置。
（３）  オープンコレクタ又はオープンドレイン構成のトランジスタのオンオフに応じて２値の回転速度信号を出力する回転速度センサを備えるセンサ部と、該回転速度信号を伝送する信号線と前記センサ部に電源電圧を供給する電源線及び接地線からなる配線と、該配線の前記信号線に接続される受信端をプルアップ抵抗で接続して前記回転速度信号を受信し出力する受信部と、を有する回転速度検出装置であって、
前記センサ部は、前記トランジスタの出力端と接地間に接続する抵抗を備えるとともに、前記受信部は、前記電源線に入力端子を直列に接続したフォトカプラを備え、
前記受信部における前記信号線の電位及び前記フォトカプラの出力有無に基づいて、前記配線の断線を検出することを特徴とする回転速度検出装置。
（４）  前記回転速度検出センサは、車両用軸受装置の近傍に設置されているものであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の回転速度検出装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転速度検出装置によれば、センサ部が、トランジスタの出力端と接地間に接続する抵抗を備える点と、受信部が、電源線に入力端子を直列に接続したフォトカプラを備える点の少なくとも一方を備えることで、センサ部と受信部を接続する配線における断線の有無を、簡易な構成で容易に検出することができ、検出される回転速度の信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る回転速度検出装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る回転速度検出装置について図１及び図２を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の回転速度検出装置が設置される車両用軸受装置の概略構成を示すものである。図１に示す軸受装置において、車輪４１が嵌装される車軸４２は、転がり軸受４４を介してハウジング４３に回転自在に配置される。
【００１５】
ハウジング４３の外表面には、内部に連通する取付孔を介してセンサ部１０が固定されている。センサ部１０は、車軸４２に取り付けられたエンコーダ４５により転がり軸受４４の回転速度を検出するための回転速度検出センサ１０１（図２参照。）を有しており、検出された回転速度信号は多芯ケーブルに収容される配線２０を介して受信部３０に伝送される。なお，この受信部３０は、車両本体に設置される制御装置３５に含まれるものである。
【００１６】
次に、センサ部１０と配線２０及び受信部３０とを備える回転速度検出装置の構成と動作について、図２を参照して説明する。
図２において、センサ部１０は、エンコーダ４５の回転を磁気的又は光学的に検出して回転速度に応じた回転速度信号を生成し、検出された回転速度信号を増幅して２値のパルス信号として出力するエミッタ接地、オープンコレクタ構成のトランジスタＱ１を備える回転速度検出センサ１０１と、トランジスタＱ１のコレクタとエミッタ間に接続される抵抗Ｒ１を備えている。配線２０は、トランジスタＱ１からオープンコレクタで出力される回転速度信号を受信部３０に伝送する信号線２１と、受信部３０からセンサ部１０に対して電源電圧Ｖｓを供給する電源線２２と、センサ部１０と受信部３０において接地電位を保持するための接地線２３から構成される。また、受信部３０は、電源電圧Ｖｓと信号線２１の間に接続されるプルアップ抵抗Ｒ２を備え、センサ部１０から伝送された回転速度信号を制御装置３５に対して出力する構成である。
【００１７】
次に、この回転速度検出装置の動作について説明する。トランジスタＱ１は、回転速度検出センサ１０１からベースに入力される回転速度信号に応じてオンオフする。まず、トランジスタＱ１のオン時には、受信部３０の電源電圧Ｖｓからプルアップ抵抗Ｒ２、信号線２１、トランジスタＱ１のコレクタ及びエミッタを介して電流が流れ、コレクタはほぼ接地電圧（０Ｖ）となる。
【００１８】
一方、トランジスタＱ１のオフ時には、プルアップ抵抗Ｒ２、信号線２１、抵抗Ｒ１を介して電流が流れ、コレクタは電源電圧Ｖｓを抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧した電圧、Ｖｓ・Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。
【００１９】
このようにして、センサ部１０からは検出した回転速度に応じた接地電圧（０Ｖ）又はＶｓ・Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）に相当する電圧の２値信号が出力される。この２値信号は、信号線２１を介して受信部３０に伝送され、出力端子から制御装置３５に対して出力される。
【００２０】
ここで、信号線２１が断線した場合を考える。センサ部１０で検出した回転速度信号は、トランジスタＱ１のオンオフに関わらず伝送できなくなるとともに、信号線２１に直列接続した受信部３０のプルアップ抵抗Ｒ２には電流が流れなくなる。従って、受信部３０の出力端子の電位は常に電源電圧Ｖｓと等しくなり、正常時における電圧とは明確に区別することが可能となる。
【００２１】
また、接地線２３が断線した場合は、信号線２１に電流が流れなくなって信号線２１が断線した場合と同様な状態となり、出力端子の電位は常に電源電圧Ｖｓと等しくなって正常時における電圧とは明確に区別することが可能である。
【００２２】
従って、第１実施形態の回転速度検出装置では、センサ部１０におけるオープンコレクタ構成のトランジスタＱ１のコレクタとエミッタ間に抵抗Ｒ１を接続して構成することにより、受信部３０の正常時における回転速度信号の出力電圧を、接地電位又は電源電圧Ｖｓを抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧した電圧とし、信号線２１又は接地線２３が断線した場合の電圧を電源電圧Ｖｓと等しくなるようにして、配線の信号線２１又は接地線２３における断線の有無を、簡易な構成で容易に検出することができる。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る回転速度検出装置について図３を参照して説明する。なお、本実施形態は、回路構成以外については第１実施形態のものと同様であり、同一の構成については同一符号を付して、説明を省略あるいは簡略化する。
【００２４】
図３において、センサ部１１の回転速度検出センサ１０１は、検出された回転速度信号を増幅して２値のパルス信号として出力するエミッタ接地、オープンコレクタ構成のトランジスタＱ１を有する。また、受信部３１は、電源線２２に直列に、フォトカプラ３０１の入力側である発光ダイオードを順方向となるよう接続し、発光ダイオードを介してセンサ部１０に電源電圧Ｖｓが供給される構成である。
【００２５】
次に、この回転速度検出装置の動作について説明する。トランジスタＱ１は、回転速度検出センサ１０１からベースに入力される回転速度信号に応じてオンオフする。オン時には、受信部３１の電源電圧Ｖｓからプルアップ抵抗Ｒ２、信号線２１、トランジスタＱ１のコレクタ及びエミッタを介して電流が流れ、コレクタはほぼ接地電圧（０Ｖ）となり、オフ時には、プルアップ抵抗Ｒ２に電流が流れないので、コレクタの電位は電源電圧と等しい電圧Ｖｓとなる。
【００２６】
このようにして、センサ部１１からは検出した回転速度に応じた接地電圧（０Ｖ）又は電源電圧Ｖｓに相当する電圧の２値信号が出力される。この２値信号は、信号線２１を介して受信部３０に伝送され、出力端子から制御装置３５に対して出力される。
【００２７】
また、フォトカプラ３０１は、入力側の発光ダイオードに電流が流れるので出力側のフォトトランジスタが導通し、出力は接地電位となる。
【００２８】
ここで、電源線２２又は接地線２３が断線すると、電源線２２の一部をなすフォトカプラ３０１の入力側に電流が流れないので出力側フォトトランジスタはオフとなり、出力には電源電圧と等しい電圧Ｖｓが現れる。これによって、電源線２２又は接地線２３が断線したことを容易に検出することができる。
【００２９】
従って、第２実施形態の回転速度検出装置では、受信部３１における電源線２２にフォトカプラ３０１の入力側を直列に接続して構成することにより、正常時におけるフォトカプラ３０１の出力側フォトトランジスタをオンにし、電源線２２又は接地線２３の断線時にはオフにする。これによってフォトカプラ３０１の出力電圧が変化するので、電源線２２又は接地線２３における断線の有無を、簡易な構成で容易に検出することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る回転速度検出装置について図４を参照して説明する。なお、本実施形態は、回路構成以外については第１実施形態のものと同様であり、同一の構成については同一符号を付して、説明を省略あるいは簡略化する。
【００３１】
図４に示されるように、本実施形態の回転速度検出装置は、第１実施形態のセンサ部１０と、第２実施形態の受信部３１とを組み合わせたものであり、センサ部１０は、トランジスタＱ１のコレクタとエミッタ間に接続される抵抗Ｒ１を備え、受信部３１は、電源線２２に入力端子を直列に接続したフォトカプラ３０１とを備える。
【００３２】
この回転速度検出装置の動作は、前述した第１実施形態の場合と同様であり、正常時において、接地電位又は電源電圧Ｖｓを抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧した電圧、Ｖｓ・Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）がセンサ部１０から受信部３１へ伝送される。
【００３３】
そして、信号線２１又は接地線２３が断線した場合は、第１実施形態と同様に、受信部３１の回転速度信号の出力端子に電源電圧Ｖｓと等しい電圧が現れ、信号線２１と接地線２３における断線の有無を検出することができる。
【００３４】
また、電源線２２又は接地線２３が断線すると、電源線２２の一部を構成するフォトカプラ３０１の入力側に電流が流れないので出力側フォトトランジスタがオフとなり、出力に電源電圧と等しい電圧Ｖｓが現れる。これによって、電源線２２又は接地線２３が断線したことを検出することができる。
【００３５】
従って、第３実施形態の回転速度検出装置では、センサ部１０におけるオープンコレクタ構成のトランジスタＱ１のコレクタとエミッタ間に抵抗Ｒ１を接続して構成することにより、受信部３１の正常時における回転速度信号の出力端子電圧を、接地電位又は電源電圧Ｖｓを抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧した電圧とし、信号線２１又は接地線２３が断線した場合の電圧を電源電圧Ｖｓと等しくなるようにする。また、受信部３１における電源線２２にフォトカプラ３０１の入力側を直列に接続して構成することにより、電源線２２又は接地線２３の断線時にフォトカプラ３０１の出力側フォトトランジスタをオフにして電源電圧Ｖｓと等しい電圧が現れるようにする。これらにより、配線２０における断線の有無を、簡易な構成で容易に検出することができる。
【００３６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態の回転速度検出装置では、トランジスタＱ１としてバイポーラトランジスタを用いる構成としたが、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）をオープンドレインの構成で用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転速度検出装置が設置される車両用軸受装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の回転速度検出装置における電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図３】第２実施形態の回転速度検出装置における電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図４】第３実施形態の回転速度検出装置における電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図５】従来の回転速度検出装置が設置される車両用軸受装置の概略構成を示す図である。
【図６】従来の回転速度検出装置の電気的な概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０、１１  センサ部
２０  配線
２１  信号線
２２  電源線
２３  接地線
３０、３１  受信部
１０１  回転速度検出センサ
３０１  フォトカプラ
Ｑ１  トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ８  抵抗
【図１】
2006189321.tif 000003
【図２】
2006189321.tif 000004
【図３】
2006189321.tif 000005
【図４】
2006189321.tif 000006
【図５】
2006189321.tif 000007
【図６】
2006189321.tif 000008